/,p i:uériaux de Construction 2015 ~AnnéeG( TP N° (1): Mesure de quelques propriétés des matériaux de construction

1. Introduction : Les propriétés principales des matériaux de construction peuvent être divisées en plusieurs groupes tels que:

propriétés physiques : la dimension; la densité; la masse volumique de différentes conditions; la porosité ; l'humidité ... etc. propriétés mécaniques : la résistance en compression, en traction, en torsion ... etc. propriétés chimiques : l'alcalinité, l'acidité ... etc. propriétés physico-chimiques: l'absorption, la perméabilité, le retrait et le gonflement ... etc. propriétés thermiques : la dilatation, la résistance et le comportement au feu ... etc.

2. Les propriétés physiques :

2.1. La masse volumique apparente : Définition: c'est la masse d'un corps par unité de volume apparent en état naturel, après passage à l'étuve à 105 ± 5 °C, notée ro ou Yap et exprimée en (gr/cm3

; Kg/m3 ; T/m3

).

Détermination : Il existe plusieurs méthodes pour déterminer la masse volumique apprente des matériaux de construction selon leur dimension et leur dispersion : a) Pour les matériaux solides : les roches naturelles, le béton, le bois ... , on peut faire des échantillons de forme géométriques (cubiques, cylindriques ... ).

Ms Yap=v

ap Yap : Masse volumique apparente (Kg/m3

)

1Vfs : }Jasse sèche d'un corps Vap: Volume apparent

b) pour les matériaux incohérents: ensemble de grains (sable ou gravier), on peut la calculer en utilisant un récipient standard (de volume connu).

c) Pour les matériaux de construction qui n'ont pas de forme géométrique régulière (forme de patate par exemple) : la détermination de la masse volumique apparente de ces matériaux peut se faire de façon indirecte. Dans ce cas, les échantillons étudiés doivent être enrobés de paraffine afin d'être protégés de la pénétration de l'eau, ensuite on va les peser dans l'eau.

Yap = (M M ) S+P - (S+P)L gp

1 YP Ms: Masse sèche de l'échantillon Ms+P: Masse sèche de l'échantillon après de l'avoir enrober de paraffine Mrs+PJL : Masse sèche de l'échantillon après de l'avoir enrober de paraffine et pesé dans l'eau gp: Masse de paraffine ayant enrobé! 'échantillon, yp: Masse volumique absolue de la paraffine Ms+p-M(s+PJL: est la poussée d'Archimède

(M S+P - Mcs+P)z,) : Volume apparent d'échantillon absorbée par la paraffine, & : Volume de paraffine 1 YP

.] . ./

TP lv;atériaux de Construction 2015

TP N• 1 : Masses volumiques des granulats Normes : NF P 18-554 et NF P 18-555 et NA 255

1. Masse volumique apparente 1.1. Définition

• La masse volumique apparente d'un matériau est la masse volumique d'un mètre cube du matériau pris en tas, comprenant à la fois des vides perméables et imperméables de la particule ainsi que les vides entre particules.

• La masse volumique apparente d'un matériau pourra avoir une valeur différente suivant qu'elle sera déterminée à partir d'un matériau compacté ou non compacté

• La masse volumique apparente sèche Pd est la masse de granulats secs (Ms) occupant un volume apparent (volume des solides: Vs+ volume des vides Vv)

1.2. Intérêt en Génie Civil • La masse volumique apparente sèche Pd des granulats est nécessaire lors de l'établissement d'une

composition de béton. • Elle permet également d'estimer la masse d'une charge d'exploitation (exemple: hall de stockage

de matériaux ... ). • Elle sert également à déterminer les capacités réelles des engins de terrassement.

1.3. Matériel nécessaire • Un récipient cubique ou cylindrique de volume connu et dont la taille est adaptée aux granulats :

D Granulats de dimension maximale D ~ 20 mm : récipient de capacité 1 L D Granulats de dimension maximale D > 20 mm: récipient de capacité> 1 L

• Une règle à araser métallique. • Une main écope pour le remplissage • Une balance de portée 2: 5 kg, précision 1 g • Des bacs en plastique pour effectuer les essais

1.4. "Matériaux utilisés • Un échantillon de 15 kg de gravillons secs • Un échantillon de 6 kg de sable sec ·

Remarque: Utiliser des granulats échantillonnés et séchés préalablement à! 'étuve

1.5. Mode opératoire 1. Déterminer le volume du récipient = V 2. Noter la masse du récipient propre et vide = Mo 3. Placer le récipient dans le bac en plastique 4. Verser les granulats secs, par couches successives et sans tassement : utiliser les mains comme

entonnoir naturel 5. Araser à l'aide de la règle métallique par un mouvement horizontal de va et vient 6. Noter la masse du récipient rempli= M 1

7. Vider les granulats dans un autre bac en plastique 8. Renouveler l'opération au moins deux (2) fois avec un autre échantillon du même type

1.6. Résultat Mi - A1 0 • La masse volumique apparente est donnée par: V

Remarque: L'essai est répété au minimum 2 fois el la moyenne de ces essais donne la valeur de la masse volumique apparente.

i!riaux de Construction (

2015

Masse volumique absolue (masse spécifique) .J. Définition

?'""Année GC

• La masse volumique absolue Ps est la masse par unité de volume de la matière qui constitue le granulat, sans tenir compte des vides pouvant exister dans ou entre des grains

• La masse spécifique est la masse de granulats secs (Ms) rapportée au volume absolu (uniquement volume de solides Ys)

• La mesure du volume des solides ne tient pas compte des pores fermés contenus par les granulats. Porosité fermée

Grain solide

2.2. Intérêt en Génie Civil • Des caractéristiques intrinsèques des matériaux telles que la résistance à la compression et le

module d'élasticité sont fonctions de la masse spécifique Ps. • Par ailleurs, la connaissance simultanée de la masse spécifique Ps et de la masse volumique

apparente sèche Pct permet de calculer la compacité C et le pourcentage des vides V dans un échantillon.

• Ainsi, un matériau tassé ou comprimé voit sa masse volumique apparente sèche tendre vers sa masse volumique spécifique.

2.3. Matériel nécessaire • Des éprouvettes graduées en plastique. • Une tige agitateur • Un entonnoir pour le remplissage • Une balance de portée 2:: 5 kg, précision lg • Des bacs en plastique pour effectuer les essais

2.4. Matériaux utilisés • Un échantillon de 3 kg de gravillons secs • Un échantillon de 3 kg de sable sec

Remarque: Utiliser des granulats échantillonnés et séchés préalablement à l'étuve

2.5. Mode opératoire: Méthode de l'éprouvette graduée 1. Placer l'éprouvette dans le bac en plastique 2. Verser de l'eau dans l'éprouvette (presque demi hauteur) et noter

V1 3. Préparer un échantillon de granulats secs de masse M (environ

300 g) 4. Verser l'échantillon dans l'éprouvette à l'aide d'un entonnoir et

provoquer le départ des vides (air) en remuant le mélange avec la tige agitateur

5. Noter le nouveau volume d'eau dans l'éprouvette V2

6. Vider les granulats dans un bac en plastique et jeter son contenu 7. Renouveler l'opération au minimum 2 fois

2.6. Résultat La masse volumique absolue est donnée par :

}.,f

Remarque: L'essai est répété au minimum 2 fois et la moyenne de ces essais donne la valeur de la masse volumique absolue. .

.3.

TP Matériau.Y de Construction 2015 ;tm• Année GC

3. Méthode du ballon Cette méthode de détermination des masses volumiques est plus précise à condition de prendre un certain

nombre de précautions. • Déterminer avec précision la masse ml du ballon rempli d'eau. • Déterminer avec précision la masse m2 d'un échantillon de matériau sec. • Introduire la totalité du matériau dans le ballon, remplir d'eau. • Vérifier qu'il n'y a aucune bulle d'air.

Peser alors avec précision le ballon, soit m3. La masse volumique absolue est alors :

M1 M."' .·."" M3

TP Iijatériaux de Construction 2015 :i"" Année GC;(/j

yx:

I-Analvse granulo1nétrique d'un sable·et d'un gravier( l'\F EN 933-1)

"ls. Principe

L'analyse grnmùornétrique a trois buts :

- Déterminer les dimensions des grains. - Déterminer les proportions de grains ch: même dnnension (0 o pündéral). - E11 déduire le 't'-.fodnle de finesse (Mi).

Les granulats utilisés dans le domaine du bànment et du génie civil sont des matériaux roulés ou concassés d'origine namrelle ou mtificielle. de dimensions comprises entre 0 et 80 mm. Ils ne sout générnlemem pas constitués par des déments de tailles égales mais par tm ensemble de grains dom les tailles yariées se répartissent entre deux limites: la plus petite \cl) et la plus ?Tamle (D) dimension en

La g.rnnulométriç ou rmalyse gr:u1ulü1111;~tnque s 11uére~.'>e 3 b détermiiwtion ck~ la dm1ension des grains d la §.'1<1mibrité concerne b dbtribution d1me11'.>ionndk des gram'> d'un granulat. la granuh,méttie ou fü1alyse gr«mulométrique comhte donc à fractionner des granulats an moyen d'une colonne ck t:1mts dont les dimensions des mailles sont nomialisées et dècroisc,ames du haut vers le ba<> entre SO mm et 0.063 nm1.

On appelle tamisat ou pa">sant l'en-;emble des &..-r::üns qui pas.sent à travel's le tamis. et refns 1'en<.ernble d.:s grn.ins qui sont retenm 51.U' k tamis

® Iut~1·êt eu Génie Civil

L'analyse granulométrh1ue (XP P 18-540) permet de distinguer les grmmlats suivant des classes granulaires qui sont commercialisées par les fabricants. L'élaboration d'une composition de béton nécessiti:- une connaissance parfaite de la granulométrie et de la granularité. car ln résistance et l'ounabilité du béton dépeudenr esse11tiellement du granubt. Par ailleur~. la dime11;;,ioa D du g:rmrnla1. se trouve limitée par chffërentes C(lllsiclérnrions concçrrn1111 l 'onnagè ii bétonner: épaisseur ck la piece. espacement dçs armatures. densité du fenaillag.e. complexité dn coffrage. risqne de ségrégation .. , Dnns le domaine des trnYnux publics. 1 ·analyse g.rmrnlométriqne penuet aussi de répertorier les granulats et les sols nornmment au ni\·eau des classemems LCPC et GTR.

Le module de finesse ~If est une caractéristique importante surtout en ce qui coni::eme les snbles. t:n bon sable à béton doiT avoir un mocluk de finesse l\If compris entre 2.2 et 2,8 : an-dessous. le s;1blè <l

une majorité d 'démeuts fins et tres fins. ce qui nécessite une augmentation du dosage en eau : au­clessns. le sable nErnque de fin.:"s et le béton y perd en onvrabilité. Pour l,8<VIf<2,2 le sable est <l utiliser sir cm recherche pm·ticnli~remeut la faciliré de mise en œuvre au déuiment probable de la résistance, Pour 2,2<Mf<2,8 le sable est à ntilisei- si l'on recherche une onvrabilité satisfaisante et une bonne résistance avec des risques de ségrégation limités. Pour 2,8<Mf<3.2 le sable est à utiliser si l'on recberclk' des résistances élewes: 1u détriment cle l 'ouvrabilité e1 avec des ri-sques de ségrégation. Pour .\If >3,2 le sable est <l rejeter.

TP Matériaux de Construction 2015

II- . (NF EN 933-3 ).

a Pl'indpe ~' EXISTE PAS A L. IrT

L'e::,::,<:u consiste à dfeduer t111 doubk tam.1.:,age. Tout (rnbord. an moyen de rnmis d'essai. l'eécha11tilhn1 e·;t fractiom1eé en différeim gr~umlats ékrn;;:ntain:s di Di . .;(1mtm'. indiqué dmis le table;;iu ci d.:s.solh. Chacun des granular:s ékmentJire•. di D1 est enrnite tanust ,1n moyen de grille<: ~ frntes parallèle-;. d'une largeur cl"écartement Di 2.

Le coefficient d'aplatissement global est calcule en tant que mass.; rotale des panicules p<lSsfült au tra-..-ers de:; grilles à femes. exprimé en pourcentage du total de la masse ':.èche des pmticules faisant l'objet de l'e<:,sai. Si nécessaire. le coef:ficient d'apbtissem.:ut de chaqu.; granulat élémentaire chDi corre;;,pond au pns~.mu du tamisage sur la grille a frntes co!Tespondante. exprimé en pourcentage de. la masse de ce guumlai élémentaire.

:lfode opé-ratoire.

1- C akul de la tenet:r en fine.;, : ;,able i l L

• A partir de r échantitlon globaL on prélève la quantité néce<.saire à l'e<.sai. • Déte11niner b. t·eueur en eau du sable. soit 1,y i:.2 essais au mîninmm}.

• Peser préçisémenr 1' échantillon humide (1110). pui.:; le tami.;;er par lavage ">ur une petite colonne de tan:ris comprenant le 1 li;: 0.5 et le 0.063 jusqn 'â ce que r e~m coubnt du tfünÎ<; ·;;oit daire.

• Sid1er le:; refu<. 13...-é-s à la pode à tiiœ pour aller plus vire • Peser le" refus Lr.-és -.ec <;oit m1.

, . m. . • Soit la teneur en :fine<; : l = 1 - --' > { 1 ~ w)

. me, ..

2- Choix des rami.; on pa;;;.~.oi.re-:..

• Pour nn ~<1ble. on pent prendre tom les tamis compris entre 0.063 et 6.3mm ('-··oir L1 liste sur une des fouilks ,r anJly·;,e grt11rnlométriqr:.e 1.

Geu~rnlern;;ut. ;:rn se conk·nk cJçs tami-> "..U:nmt:

0.063 - 0~125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 4 - 5 - 6,3

Les. cinq derniers ·se <>uivent pom avoir une mi;!illeun; définition au niveau de-,; grns grams.

.9.

I ,(/

,iux de Construction 2015 2'"" Année GC

3- Préparation de r analvse. .... •

•

•

4- TamisaQ:e.

les tamis utilis~s som emboités 1e:, uns dan•, les autres. les. dim.;nsion'> croissant

de ba;, en haut.

De;;,;,.om, on met un récir1ient à fond plein

pour recueillir les fines.

Au dessus. on ferme avec un couYerde pour évir.:r la dispersion ck.;, pou-.-,iére;;.

• L' éd1amillon pour r eo;o.ai est versé sur le rnm.i.;, supérieur. • mettre L:i colonne complet.: ( tmni.;, ..;.. fond plein -'- cou,·iercle r sur la rnmi se1t>se

• lancer le tamisage.

5- Pesée des refüs - Expres.~-ion de-s rri:•,ultat'>.

• On pèse les re:fos cmunlès pour le tmni;;, considéré : le 1·efüs étant égal <1 la qn<uitité de grains recuëilli sur celni-ci (refus dit partiel! plm le refi.1.;,. recueilli k·s

tamis de dimension sup~rieure.

Pour cda, verser le refus du premier tamis dan-s une bassiw:. le pe':.er. put'=' rajouter clans la bas.sme k refus. du tBJtl1Î'> suivant, peser. et ainsi de suite. Le refus partiel <ln ifr,.-eau d·un tamis dépend du nombre de rnmi-,. :.itué mi de.;,.;,us

d.:: lui .. Les rdtl'> partiels (que ron peut obtenir an besoin p81 so11stracri01ù sonr peu

utilisée, (gra1rnlats recon':>titnê;;,). Le·~. r.efu.::, cumul~s en grammes sont calculés en pourc.;ntag:e (

0 ol : on en ckduira

ko. wmi~,ages. en pourcent;:ige

TP M(ltériaux de Construction 20/S

On pent obre:nir nn sabl.: 3 d'un module .:le :fiues..;,e f'prèd.efinù "" ~ff;; qui est la co.mhinaÎ$OU d'nn md-fomg.: pn:.1po1rionn.;- Ûl.:'.t.. deux gnuml<'.1E· l d 2.

A.U'~ll~~lhgtâB-ulom-éh:iqu~ ,et ftl:esu r~ tlù {'~~fftclfi;m:td~apt.ttissetn{>nt d ~u~i gi:~rvier . . (NF EX 933-1 et NF EN 9~3~3)

:\fode opératoire.

1- EchanriHon à analvser: gi·a>:ier {2!.

A partir de l'idrnntillon globaL on prdeYe ia quantité néce<,saire à l'e-,<,;u:

Pour nn grnvier. 011 pew prendre t.:1lh Je-, rami'> compris .::ntrç 4 et SOnun ('·;oir b. liste -;ur u11e des. femlks cLuu1y-,e gnrnulomérrique).

Genùakment on ~e contente des rnmi·;. '>uivant :

4 - 5 - 6.3 - S -10-12.S - Hi - 20 - 25

3- Préparation d~ l 'an.alvse.

a.

b.

C.

a.

b.

Ç.

Les tmni'!. utiJisès sont en1boités. le:> u115

dans les antres. le'> din1e:nsion.;, c.1·oi•,s.2111t

d.e bfl' en h:-n1t

Des·;ous on 11'.et uu récipient :'! fond plein pour 1·ecueiH.is ]e.:, fines,

.-'\u rJe."-ST'"'· on ù:n:u:::: a',·-:c u11 couyerçl.;; pour èyfrer ln d.isp<:r:s1on des 11-ous.;,ières

· · 1 t - '1· · 'l'l•.,;.1.;enr. L 'kchantillc::i11 pou!" l 'e">sa1 ê'>t vers.:- surie an .... ., "' • .... ~

inettre b colonne con1pkt1~ (tanüs. + foud pkiu -r- cou-\·ercle) -,;1u la ta1ni·;,euse

lnn.;.;er le tH1nisage.

!"X de Construction 2015 :i-AnnéeGC

5- Pesée d~s refüs - Expression des résultat'!..

o Peser et éliminer tous les grains passant au tamis de 4 mm et retenus sur celui d.e 80 nun (noter les. valeurs. obtenues sut· le document réponse N°3 ).

o Prendre le premier tamis et peser <..on refus :soit di1Di la clas'>e g:rnnulaire de ce refüs (noter la valeur sur le document réponse N' 3 J

o Tamis.er ce granulat dementaire di·Di obtenu. sur ln .grille a foute'!:. corre">pondante indiquée '\.lll' le docmnent réponse N° 3. Ce tamisage doit être effectué ni.anuellement et doit être cou.sidéré comme terminé lorsque le refus ne varie pas de plus de 1 '% pendant l min de tamisage.

c P1)i.1.f ce granulat élémentaire, pe<,er le m;:1tenau pas·;ant a traven la grille à fente'> conespondaute (noter la valeur sur le document répom.e N"' 3).

o Reconunencer les. différentes opérations décrites ci-dessus pour les tamis suivants.

OEXPRE§SION DES RÉSULTATS

Le<, ré<>ultat<> sont porté'> '>lu· des fouilles d'es'>ai. Les notations stuvante-, '>Ont 1uili'>ée<:. :

R 1 = J:vll\sse de chaque cla<,,;.e grannla:in: di Di. eu gt»anun<:'>. Mt = L; R; (ce cl1iffre peut être légè1·e111ent infe1-ieur a J\ilo mai'> ne doit pas s'eu é.::;wte1· de plu.;, de 2 '%>). llli = . J\.fasse des élé1nents de chaque classe gr·anulaire d(Dï passant sur la gi-ille: co:tTespond:a.utc. définie par le tableau. M1 = ~ lUi

Le coefficient d'aplati<,se111ent de· chaque da.;,se granulaire e'>t donné par :

Le coefficient d'aphti.;;..;,en1ent global A est clonn<é par ·

-

..

;~ r 17' Motérl= <k Cmutfflcti•n 10}; 7 /f?!;!:. :t'- AMi< G~ TP N° (2): Essais de propreté sur granulats. X La propreté désigne : d'une part, la teneur en fines argileuses ou autres particules adhérentes à la surface des grains, ce qui se vérifie sur le chantier par le~ traces qu'elles laissent lorsqu'on frotte les granulats entre les mains. D'autre part, les impuretés susceptibles de nuire à la qualité du béton, parmi lesquelles on peut citer les scories, le charbon, les particules de bois, les feuilles mortes, les fragments de racine. Les granulats employés pour le béton doivent être propres, car les impuretés perturbent l'hydratation du ciment.

1. L'équivalent de sable (NF p 18-597).

1.1. Définition et But de l'essai. L'essai permet de mettre en évidence la proportion relative de poussière fine nuisible ou d'éléments argileux dans les sols ou agrégats fins. Pour un béton, ces fines risquent d'inhiber l'hydratation du liant et gênent l'adhérence avec les aggrégats.

1.2. Principe. Dans le cas des sables, le degré de propreté est fourni par un essai appelé "équivalent de sable piston (Esp)" qui consiste à séparer le sable des particules très fines qui remontent par floculation à la partie supérieure de l'éprouvette où l'on a effectué le lavage. L'essai est fait uniquement sur la fraction de sable 0/2 mm.

lilfll!I E.a.u. k:f,'.:;;~ F1oci...d:at

111111 Sable

Le lavage à l'eau ne donnerait pas des résultats précis et fidèles lors de l'essai. On utilise une solution spéciale qui permet la floculation des éléments fins et en régularise la sédimentation. Machine à secouer les éprouvettes d'Es Cette solution est composée pour 1 1 de solution de : • 111 g ± 1 g de chlorure de calcium, • 480 g ± 5 g de glycérine, • 12 à 13 g de solution aqueuse de formaldéhyde. La solution est à compléter à 5 litres avec l'eau distillée pour être conservée entre 2 à 4 semaines.

1.3 Matériel utilisé. • Eprouvettes, en matière plastique, avec 2 traits repères (<Dint = 32 mm; h = 430 mm), • Entonnoir, tamis, spatule, balance, thermomètre, récipients, • Machine agitatrice électrique ou manuelle, • Réglet de mesure et piston taré comporte 3 vis formant des butées (masse 1 kg).

, TP Matériaux de Construction 2015

1.4 Mode opératoire. 1. Remplir les 2 éprouvettes de solution lavante jusqu'au 1 cr repère, ensuite verser la quantité de

sable tarée, 2. Eliminer les bulles d'air en frappant chaque éprouvette contre la paume de la main et laisser

reposer 10 minutes, 3. boucher les éprouvettes et les agiter d'un mouvement rectiligne, horizontal, sinusoïdal de 20 cm

d'amplitude à l'aide d'une machine à secouer (90 allers et retours en 30 secondes). 4. laver et remplir les éprouvettes avec le tube laveur en rinçant le bouchon, lavant les parois

intérieures de toutes les éprouvettes et laver la masse du sable en y faisant remonter et descendre lentement le tube ainsi les fines remontent en surface, on ferme le robinet lorsque la solution atteint le 2eme trait (supérieur) et on sort le tube laveur.

5. on laisse reposer 20 minutes en évitant toute vibration, 6. on mesure à vue les hauteurs hl et h2 (h2 est entachée d'incertitude) pour effectuer la mesure <le

façon plus précise, on introduit le piston taré à travers le floculat, le manchon prenant appui sur le bord supérieur de l'éprouvette ert on l'immobilise au contact du sable,

7. mesure h'2, 8. noter la température.

1.5 Valeurs préconisées pour l'équivalent de sable par DREUX

P'S

;,ç;,:60

6U<PS<70

70<PS<80

PS>80

••Sable a.rgileu ... ~·· risque de 1:en·a:i:t ou de gon,fienILent. à re_ieter pour des béton'.'lï de qualité "Sable légèren'l.e:ut a:rgitetl.X"' de p:rop:reté adn1issihle pou1· 'béto,n de qualité qu:and on ne, craint pas particubèrer:ne'.l:it de retrait_ "Sable P't:opre'" à :faible po"Um""ce:uta:ge de ttne!!i mrgileuse:s cou~-enant oarfaitetnent pour les béton'!> de haute qualité. "Sable ttè"> propre" l'absence presque totale de fines. a:rgjleuses risque d'eutiraîner u:u déf<tut de pfa1.s:ticilté du béton qu'il &udra rattraper par une- auguientatt.ou du.

\

1 dosa~e en eau. 1 ,,.,.

1. 6 Limites. h'2 = 0, argile pure donc PS = 0 h'2 =hl, sable parfaitement propre donc PS = 100 % Pour les bétons, le PS est compris entre 70 et 90. Pour les bétons de ciment, PS > 80 (70 avec du ciment portland)

(

f Matériaux de Construction 2015 :t- AnnéeGC

2. LA PROPRETE DES GRAVIERS.

2.1 Définition et But de l'essai. . A l'instar de ce qui se pratique pour les sables, les graviers doivent être propres avant leur utilisation dans la fabrication des bétons.

2.2 Principe. Contrairement aux sables, les graviers présentant des classes granulaires relativement grossières. Ainsi, le principe d.e séparation des agrégats des éléments fins ne se fera pas par sédimentation mais par lavage.

2.3 Matériel utilisé. Tamis de maille 0.5 mm et un sceau d'eau.

2.4 Mode opératoire. 1. Peser un kg de gravier soit MO et le placer dans le tamis, 2. Laver l'échantillonjusqu'à ce que l'eau qui traverse la tamis soit claire, 3. Essuyer l'excès en eau à l'aide d'un chiffon et peser la nouvelle IIJ,j!SSe, soit Ml, 4. Calculer la propreté :

M M1 +

- + - .. ' .

Le gravier est propre si P (quantité d'éléments fins)~ 5%.

M2

• 1

. . . .. •· .

. ~ .... . .

r Î

République Algérienne Démocratique Populaire Université Mentouri de Constantine

Faculté des Sciences de la Technologie

Département de Génie Civil

Travaux pratiques : MDC.

Intitulé : Détermination de la consistance du

béton -Slump Test-

Nom:

Prénom:

Groupe:

Note:

Réf: NF EN 12 350-2

. . . . . . . . . . • If" il ••

• • • " I "· . . . . ,. . . ,•. ~· .flf!t... ..

Etablit par L'ingénieur de labo: Ch.Benamer. Année Universitaire 2016/2017 Vérifié par Mr :H.Boulila.

Détermination de consistance

du béton -Slump Test-

1. Objectif du test : _j

Document de référence

EN 12 350-2

Le cône d' Abrams ou Slump Test permet d'évaluer la consistance d'un béton courant,

c'est-à-dire ni trop sec ni trop fluide. Cette méthode convient bien pour le contrôle du béton

sur chantier lors de la réception.

Cet essai est appelé aussi essai d'affaissement.

La consistance est un paramètre d'une importance fondamentale dans l'évaluation de

l' ouvrabilité du béton. En outre il permet de comparer les effets des additifs chimiques. Il

n'est pas applicable lorsque la taille des agrégats est supérieure à 50mm.

2. Procédure :

La consistance est caractérisée par l'affaissement, mesuré en mm après démoulage d'un cône

en béton de forme normalisée.

3. Equipement nécessaire :

~ Un moule tronconique, son fond est de hauteur de 30cm, de 20cm de diamètre de diamètre

et sa partie inferieure et de 1 Ocm~âe diamètre.

~ Une plaque d'appui.

~ Une tige de piquage.

~ Une règle graduée.

4. Mode opératoire:

~ Mouiller l'intérieur du moule et la plaque d'appui à l'aide d'une éponge.

~ Placer le moule avec la rehausse sur la plaque.

~ A l'aide d'une truelle remplir le moule de béton frais, en trois couches d'égale hauteur.

~ Compacter chaque couche par 25 coups à l'aide de la tige de piquage.

~ Retirer la rehausse, araser le dessus du moule et nettoyer le support autour du moule.

~ Araser le moule à l'aide d'une règle.

~ Le démoulage s'opère en soulevant le moule avec précaution entre 5 et 1 Os.

~ Retirer le moule verticalement avec précaution.

Etablit par L'ingénieur de labo : Ch.Benamer. Année Universitaire 2016/2017 Vérifié nar Mr :H.Boulila.

( }- Mesurer l'affaissement (ou Slump) du cône par rapport au point le plus haut du béton juste

après le démoulage.

}- La durée totale de l'essai du début du remplissage à la mesure de l'affaissement est de

2min 30s.

5. Expression des résultats:

Lieu: Laboratoire de matériaux de construction. T.P: M.D.C

Détermination de consistance du béton TP J&:

-Slump Test-

EssaiM 1

Affaissement en cm

Consistance .

~'.

6. Interprétation des résultats et conclusion :

Classe de consistance Affaissement (Slumv) en mm Classe

10- 40 Humide 50-90 Semi-plastique

100-150 Plastique 160-210 Fluide

?:. 220 Trésfiuide

Année universitaire 201612017

Document de référence

NFEN 12 350-2

2

Sl S2 S3

-S4 SS

Etablit par L'ingénieur de labo : Ch.Benamer. Année Universitaire 2016/2017 Vérifié par Mr :H.Boulila.

E E

0 0 m -e-

Vérifié par Mr :H.Boulila. Etablit par L'ingénieur de labo: Ch.Benamer.

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Année Universitaire 2016/2017

7. Observation:

Vérifié par Mr :H.Boulila.

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a) Affaissement réel "f.b) Affaissement avec cisaillement

Formes d'affaissements.

Etablit par L'ingénieur de labo: Ch.Benamer. Année Universitaire 2016/2017

~.

Matériaux de Constructions TPN°: 03

«Détermination del' Argilosité d'un Sable»

« Essai Au Bleu ~e Méthylène. »

Objectif et principe de l'essai

!.:essai au bleu de méthylène. ou « essai au bleu ». est utilisé pour déterminer l'argilosité d'un d'un et plus généralement d'un sol. l'essai consiste à déterminer la quantité de particules argieuses présentes dans l'échantillon.Pour cela on utitise du __ _.......__. substance adsorbée de préférence par les argiles.

t:essai consiste à mesurer la quantité de bleu de méthylène fixée par 100 g de la fraction granulaire de sol analysé.

Propreté.

lorsque l'on frotte des non lavés dans la main {du sable ou des gravillons). on peut constater des traces de poussière sur les doigts. Il s'agit de particules argileuses de petites dimensions. Celles-ci sont susceptibles d'être nuisibles à la qualité du mélange ou de la pâte que Ibn veut obtenir à partir du granulat. comme du béton ou un mélange bitumineux.

- Dans les sols. les particules argileuses vont avoir une incidence sur le comportement du sol en présence d'eau.

papier filtre

&cc 8ec

• •

- Dans le domaine du béton, ces particules perturbent l'hydratation du ciment et entraînent des défauts d''.:dhérence entre les granulats et la pâte.

- Dans les mélanges bitumineux. comme les enrobés bitumineux ou les enduits superficiels. un défaut de propreté peut conduire également à une perte d'adhérence du granulat avec le liant et donc à un désenrobage.

V Matériel (essai manuel)

üippareillage à utiliser est le suivant :

- Burette - Papier-filtre - Tigedeverre - Agitateur à ailettes. ·Balance - Chronomètre -Tamis. · Eau distillée + pissette. - Bêcher d'une capacité d'environ 11à2 1 - Bleu de méthylène

Il est également possible de réaHser l'essai de façon automatique

à l'aide d'tm appareil qui c001brne méthode turbidlmétrique et

mesure par un colonmètre

Cet appareil permet d'analyser les sables sur la fraction

granu1a1re Ol4mm ainsi que sur les fillers ou tes sols.

V

.... -~,.-: -"'"';~_

Mode opératoire

• Tamiser l'échantillon à étudier au tamis 5 mm

• Prélever une masse de 120 gr.

• Calculer la teneur en eau W de la prise â essai.

• Déduire la masse humide de l'échantillon par [Masse Humide]• [Masse sèche] x (1 +[Teneur en eau])

• Verser un échantillon de 30 gr de sol sec dans le Bêcher et ajouter avec de teau distillée jusqtiau trait de jauge. Agiter sans arrêt le mélange à l'aide de \agitateur à ailettes.

• Aïouter 5 cm3 de bleu de méthylène dans le Bêcher. • Prélever une goutte de mélange et la placer sur papier filtre.

• Si la tache centrale est entourée d'une auréole bleu turquoise, le test est positif. Dans ce cas \"essai est terminé, les particules argileuses sont alors saturées en Bleu de Méthylène. On recommence l'essai à rtdentique. cinq fois à intervalle âune minute pour le confirmer.

• Si la tache est entourée d'une auréole humide incolore. le test est négatif. Dans ce cas. on ajoute du bleu de méthylène par prises de 5cm3 jusqu'à œ que le teste soit positif. On répète l'essai à ndentiq\Je. cinq fois à intervalle d'une minute pour le confirmer.

• Calculer la valeur au bleu du sol (VBS) en appliquant la formule suivante:

Interprétation.

VBS =-----8 - x C x 100 ms B = masse de bleu introduite dons le bêcher (en gr} Ms= rnossesèche de Io prise d'essai {en gr} C = proportion de 0/5 mm soumis à l'essai dons Io froction0/50du matériau sec.

La VBS est une grandeur qui exprime globalement la quantité et l'activité de l'argile contenu dans le matériau étudié.

Le GTR retient 6 seuils:

• 0,1 : seuil d1nsensibilité à l'eau.

• 0,2 : seuil au dessus duquel apparaît à coup sûr la sensibiltlé à l'eau.

• 1,5 : seuil entre les sols sablo-limoneux et sabla-argileux. • 2,5: seuil entra les sols limoneux peu plastiques et ceux de plasticité moyenne. • 6,0 : seuil entre les sols limoneux et argileux.

• 8,0: seuil entre les sols argileux et très argileux.

., Matériaux de Constructions TPN°: 05

« La Résistance à la Fragmentation par Chocs et à l'Usure par Frottement des Granulats »

« Essai Los· Angeles. »

Définition et But de l'essai.

Ce mode opératoire est issu de l'essai américain défini par la norme ASTM C.131.55 L'essai (N.F. P18.573) permet de mesurer les résistances combinées à la fragmentation par chocs et à l'usure par frottements réciproques des éléments d'un granulat. Il s'applique aux granulats utilisés pour la constitution des assises de chaussée, y compris les couches de roulement. Le matériau évolue pendant l'essai, d'une part par suite du choc des boulets sur le granulat (rupture fragile des éléments), d'autre part par frottement des éléments les uns sur les autres, sur le cylindre de la machine et sur les boulets.

Principe. L'essai consiste à mesurer la quantité d'éléments inférieurs à 1,6 mm produite en soumettant le matériau aux chocs de boulets normalisés et aux frottements réciproques dans la machine Los Angeles. La granularité du matériau soumis à l'essai est choisie parmi six granularités­types, de la classe granulaire 4/6,3 mm - 6,3/10 mm - 10/14 mm - 10/25 mm - 16/31,5 mm et 25/50 mm, se rapprochant au mieux de la granularité du matériau tel qu'il sera mis en œuvre. Le poids de la charge de boulets varie en fonction du type de granularité. Si P est le matériau soumis à l'essai, p le poids des éléments inférieurs à 1,6 mm produits au cours de l'essai, la résistance combinée à la fragmentation par chocs et à l'usure par frottements réciproques s'exprime par la quantité : CLA = 100 x p I P Cette quantité sans dimension est appelée, par définition, "coefficient Los Angeles" du matériau.

Matériel utilisé. a)- La machine Los Angeles comporte : i., un cylindre creux en acier de 12 mm± 0,5 mm d'épaisseur, fermé à ses deux extrémités, ayant un diamètre intérieur de 711 mm ± 1 mm et une longueur intérieure de 508 mm ± 1 mm. Le cylindre est supporté par deux axes horizontaux fixés à ses deux parois latérales, mais ne pénétrant pas à l'intérieur du cylindre ; le montage est tel que le cylindre peut ainsi tourner sur son axe qui doit être horizontal,

ii., une ouverture de 150 mm de largeur, sur toute la longueur du cylindre, permet d'introduire l'échantillon. Pendant l'essai, cette* ouverture est obturée d'une façon hermétique aux poussières par un couvercle amovible tel que la surface intérieure reste bien cylindrique.

V

Cette dernière est coupée par une tablette en saillie placée à une distance de 40 cm du rebord du couvercle, distance mesurée le long du cylindre dans le sens de la marche. Cette tablette démontable, en acier dur est de section rectangulaire (longueur égale à celle du cylindre, largeur de 90 mm± 0,5 mm, épaisseur de 25 mm). Elle repose, suivant un plan diamétral, le long d'une génératrice et est fixée par des boulons sur les parois latérales. Elle doit avoir des arêtes vives, iii., la charge est constituée par des boulets sphériques de 4 7 mm de diamètre environ et pesant 420 et 445 g. Ces boulets ne doivent pas s'user de façon trop irrégulière, iv., un moteur d'au moins 0,75 kW, assurant au tambour de la machine une vitesse de rotation régulière comprise entre 30 et 33 tours/minute, v., un bac destiné à recueillir les matériaux après essai, vi., un compte tours de type rotatif, arrêtant automatiquement le moteur au nombre le tour voulu. b)- un jeu de tamis de 1,6 - 4 - 6,3 ~ 10 - 14 mm. Leur diamètre ne devra pas être inférieur à 250mm, c )- une balance précise au gramme, de portée au moins égale à 10 kg, d)- une étuve à 105 °c, e )- des bacs et des truelles, f)- des bacs d'environ 40 x 30 x 5 cm, à perforation inférieur à l,6mm. Préparation du matériau. Effectuer l'essai sur un granulat, ayant une granularité conforme à l'une des six classes granulaires type, lavé et séché à l'étuve à 105°c jusqu'à poids constant (5 heures au minimum). La prise d'essai sera de 5 kg. La préparer de la façon suivante: a)- si deux essais sont envisagés, préparer, à partir de 15 kg, deux échantillons identiques par quartage à sec, b )- sinon, tamiser l'échantillon à sec sur chacun des deux tamis de la classe granulaire choisie, en commençant par le tamis le plus grand. Recueillir dans un bac 51 OO g environ du matériau tamisé. Ce poids supplémentaire de 1 OO g servant à compenser celui des poussières ou de la gangue terreuse. Laver cette quantité recueillie sous un jet d'eau et la remuer à la truelle jusqu'à ce que l'eau soit claire. ·Après lavage, verser le matériau dans un bac perforé et égoutter quelques instants. Sécher l'ensemble à l'étuve à 105 °c, jusqu'à poids constant. Retirer le bac perforé de l'étuve et laisser refroidir. Enlever l'excédent de matériau pour ajuster le poids à P= 5 kg ± 2 g, exigé pour l'essai.

Mode opératoire. Mise en place de l'échantillon dans la machine ainsi que la charge de boulets relatifs à la classe granulaire choisie (voir tableau suivant).

Classes Fractions Nombre de Poids total Poids des granulaires (mm) boulets de la charge fractions (g)

(g)

4-6,3 7 3080 ± 20 5000 ± 2

6,3-10 9 3960±25 5000 ± 2

10-14 11 4840 ± 25 5000 ± 2

10-25 10-16 11 4840 ± 25 3000 16-25 11 4840 ± 25 2000

16 -31,5 16-25 12 5280 ± 25 2000

25-31,5 12 5280 ± 25 3000

25- 50 25-40 12 5280 ± 25 3000 40 - 50 12 5280 ± 25 2000

Replacer le couvercle et serrer les boulons de fixation. Mise en route de l'essai en faisant effectuer à la machine 500 rotations à une vitesse régulière comprise entre 30 et 35 tr/mn pour toutes les classes à l'exception de la classe 25-50 mm où le nombre de rotations est de 1000. Enlever le granulat après l'essai. Recueillir le granulat dans un bac placé sous l'appareil, en ayant soin d'amener l'ouverture juste au dessus de ce bac, afin d'éviter les pertes de granulat.

Tamiser le matériau contenu dans le bac sur le tamis de 1,6 mm; le matériau étant pris en plusieurs fois afin de faciliter l'opération. Laver le refus à 1,6 mm dans un bac, bien remuer à l'aide d'une truelle. Puis verser dans le bac perforé, égoutter et sécher à l'étuve jusqu'à poids constant. Peser ce refus une fois séché, soit P' le résultat de la pesée. p = P - P' = 5000 - P' CLA = 1 OO x (5000 - P') I 5000 Le résultat sera arrondi à l'unité.